對數(shù)控機(jī)床加工精度的探討-閱讀頁
2025-05-02 00:34本頁面
【正文】 加工精度 目前數(shù)控機(jī)床位置精度的檢驗(yàn)通常采用國際標(biāo)準(zhǔn) ISO2302 或國家標(biāo)準(zhǔn) GB1093189 等。數(shù)控機(jī)床的位置標(biāo)準(zhǔn)通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度。 反向偏差 在數(shù)控機(jī)床上，由于各坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動機(jī)等)的反向死區(qū)、各機(jī)械運(yùn)動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標(biāo)軸在由正向運(yùn)動轉(zhuǎn)為反向運(yùn)動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。如在 G01 切削運(yùn)動時，反向偏差會影響插補(bǔ)運(yùn)動的精度，若偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在 G00 快速定位運(yùn)動中，反向偏差影響機(jī)床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。 偏差的測定 反向偏差的測定方法：在所測量坐標(biāo)軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準(zhǔn)，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準(zhǔn)位置之差。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。當(dāng)采用千分表或百分表進(jìn)行測量時，需要注意的是表座和表?xiàng)U不要伸出過高過長，因?yàn)闇y量時由于懸臂較長，表座易受力移動，造成計(jì)數(shù)不準(zhǔn)，補(bǔ)償值也就不真實(shí)了。 例如，在三坐標(biāo)立式機(jī)床上測量 X 軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運(yùn)行如下程序進(jìn)行測量： N10 G91 G01 X50 F1000；工作臺右移 12 / 17 N20 X－50；工作臺左移，消除傳動間隙 N30 G04 X5；暫停以便觀察 N40 Z50；Z 軸抬高讓開 N50 X50：工作臺左移 N60 X50：工作臺右移復(fù)位 N70 Z50：Z 軸復(fù)位 N80 G04 X5：暫停以便觀察 N90 M99； 需要注意的是，在工作臺不同的運(yùn)行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。低速運(yùn)動時工作臺運(yùn)動速度較低，不易發(fā)生過沖超程(相對“反向間隙”)，因此測出值較大；在高速時，由于工作臺速度較高，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小。 偏差的補(bǔ)償 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，定位精度有不少，但沒有補(bǔ)償功能。插補(bǔ)進(jìn)給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補(bǔ)，即可提高插補(bǔ)加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。當(dāng)機(jī)床的某個軸被指令改變運(yùn)動方向時，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標(biāo)位移指令值進(jìn)行補(bǔ)償、修正，使機(jī)床準(zhǔn)確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對機(jī)床精度的不利影響。 對于 FANUC0i、FANUC18i 等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運(yùn)動(G00)和低速切削進(jìn)給運(yùn)動(G01)的兩種反向間隙補(bǔ)償可供選用。 將 G01 切削進(jìn)給運(yùn)動測得的反向間隙值 A 輸入?yún)?shù) NO11851(G01 的測試速度可根據(jù)常用的切削進(jìn)給速度及機(jī)床特性來決定)，將 G00 測得的反向間隙值 B 輸入?yún)?shù) NO11852。G0G0JOG 與 G01 使用相同的補(bǔ)償值。一臺數(shù)控機(jī)床可以從它所能達(dá)到的定位精度判出它的加工精度，所以對數(shù)控機(jī)床的定位精度進(jìn)行檢測和補(bǔ)償是保證加工質(zhì)量的必要途徑。檢測方法如下： A．雙頻激光干涉儀； B．需要測量的機(jī)床坐標(biāo)軸方向上安裝光學(xué)測量裝置； C．激光頭，使測量軸線與機(jī)床移動軸線共線或平行，即將光路預(yù)調(diào)準(zhǔn)直； D．光預(yù)熱后輸入測量參數(shù)； E．定的測量程序運(yùn)動機(jī)床進(jìn)行測量； 14 / 17F．處理及結(jié)果輸出。常用方法是計(jì)算出螺距誤差補(bǔ)償表，手動輸入機(jī)床 CNC 系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數(shù)控機(jī)床三軸或四軸補(bǔ)償點(diǎn)可能有幾百上千點(diǎn)，所以手動補(bǔ)償需要花費(fèi)較多時間，并且容易出錯。 根據(jù)數(shù)控機(jī)床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補(bǔ)償功能和反向間隙補(bǔ)償功能，合理地選擇分配各軸補(bǔ)償點(diǎn)，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到最佳精度狀態(tài)，并大大提高了檢測機(jī)床定位精度的效率。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機(jī)床，但是隨著設(shè)備投入使用時間越長，設(shè)備磨損越厲害，造成機(jī)床的定位誤差越來越大，這對加工和生產(chǎn)的零件有著致命的影響。 15 / 17 結(jié)論數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動的低速穩(wěn)定性是影響加工精要原因,但只要合理地采取一些防預(yù)措施,也得到滿意的加工精度的。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。 本論文是在我的指導(dǎo)老師馮曉峰老師的親切關(guān)懷與細(xì)心的指導(dǎo)下完成的。值得一提的是，馮老師宅心仁厚，閑靜少言，不慕容利，對學(xué)生的認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他的身上，我們可以感受到一個學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)，這都讓我們獲益匪淺，并且將終身受用無窮。是你們給予了我無盡的愛，是你們支持我完成學(xué)業(yè)，是你們給予我心靈?？康母蹫?。 北京：高等教育出版社 2022 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊。吉林：電子出版社 2022 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修。北京:中國勞動出版社 1999 洪主編數(shù)控加工程
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